Der Krebsnebel mit dem Krebspulsar im Zentrum. Foto: ESO

Massereiche Sterne mit mehr als dem Zehnfachen der Masse unserer Sonne beenden ihr Leben in gewaltigen Supernovaexplosionen. Während sie dabei den größten Teil ihres Gases in das Weltall schleudern, bricht der Kern des Sterns unter seiner eigenen Schwerkraft in sich zusammen. Sofern seine Masse einen bestimmten Wert nicht überschreitet, bildet sich ein Neutronenstern mit einem Durchmesser von etwa 20 Kilometern, dessen Materie so dicht wie in Atomkernen gepackt ist

Einige Neutronensterne sitzen inmitten der sich ausdehnenden Explosionswolke. Das wohl bekannteste Beispiel ist der Pulsar, ein schnell rotierender Neutronenstern, im Krebsnebel. Hier im Sternbild Stier beobachteten chinesische Astronomen im Jahr 1054 einen hellen neuen Stern, der für gut einen Monat auch am Taghimmel zu sehen war. Inzwischen wurden auch andere Explosionswolken entdeckt. Doch nicht immer konnte darin ein Neutronenstern gefunden werden.

Andererseits entdeckte man einzelne Neutronensterne, die sich mit hohen Geschwindigkeiten bewegen. Mit mehreren hundert Kilometern pro Sekunde, in Einzelfällen sogar über 1000 Kilometern pro Sekunde, jagen sie durch die Milchstraße. Diese Geschwindigkeiten sind wesentlich höher als die der normalen Sterne. Deshalb werden einige Neutronensterne die Anziehungskraft unserer Galaxis überwinden und diese verlassen können. In einigen Fällen zeigt es sich, dass diese schnellen Neutronensterne aus einer Explosionswolke entkommen sind.

Eine ganze Reihe zum Teil sehr exotischer Erklärungsversuche wurden im Laufe der Jahre entwickelt. Darunter befand sich auch die Idee, dass bei einer Supernova ein Stern asymmetrisch explodiert. Dabei stößt er seine Hülle nicht gleichmäßig nach allen Seiten ab, sondern vorwiegend in eine bestimmte Richtung. Aus physikalischen Gründen, muss der verbleibende Kern, der Neutronenstern, in die entgegengesetzte Richtung fliegen. So bestechend die Idee ist, konnte sie doch bislang nicht schlüssig untermauert werden.

Schon lange ist bekannt, dass sich kleine Schwankungen in fließender Materie zu großen Störungen aufschaukeln können. Wie das Forscherteam jetzt mit neuen Computersimulationen zeigen konnte, ist es genau dieser Effekt, der zu extrem großen Abweichungen von der Kugelgestalt bei der Explosion führen kann. In Sekunden wird dabei der Neutronenstern auf viele hundert Kilometer pro Sekunde beschleunigt.

Bei ihren Untersuchen konnte gleichzeitig eine andere Theorie unterstützt werden, die die Entstehung der Sternexplosion selbst erklärt, aber bisher nicht durch entsprechende Modellrechnungen überzeugend bestätigt werden konnte. Danach wird die Explosion durch Neutrinos ausgelöst, die beim Zusammenbruch des Kerns in riesigen Mengen entstehen. Ihre Anzahl ist so hoch, dass sie trotz ihrer äußerst schwachen Wechselwirkung mit Materie, das Gas im Sterninnern aufheizen. Der dadurch entstehende Druck ist der Motor für die Explosion.

Damit existiert nun ein durchgängiges theoretisches physikalisches Modell, dass zum einen die Entstehung einer Supernovaexplosion, die beobachteten asymmetrischen Explosionswolken und die schnell laufenden Neutronensterne erklären kann.